• 한국융합학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.131-137
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• 2017

본 연구에서는 Computer-Aided Design (CAD) 모델로부터 4D CT 데이터로 변환하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 성능을 확인하기 위해, 공학과 의학의 융합 모델로 인체 호흡을 모사할 수 있는 호흡모사 팬텀을 CAD 기반 프로그램으로 모델링하였으며, 이 모델을 10개의 위상영상을 포함하는 DICOM형태의 4D CT 데이터로 변환하는 CAD2DICOM을 개발하였다. 이후, 제작된 4D CT 데이터의 정확성 및 유효성을 평가하기 위하여 영상의 해상도, 종양의 체적 및 위치 등을 방사선치료계획시스템을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 제작된 4D CT 데이터가 방사선치료계획시스템 상에 정상적으로 인식됨을 확인하였으며, 모든 위상에서 종양 체적은 8.8cc로 차이가 나타나지 않고 종양의 움직임도 설정된 10mm로 나타나 정확히 반영됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 프로그램을 이용하면 실제 4차원 CT 촬영에서 발생할 수 있는 영상의 인공물(허상)이 없는 표준 영상을 획득할 수 있으므로, 향후 움직임에 민감한 4차원 방사선 치료계획연구 및 4차원 방사선 영상 평가연구 등에 활용될 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.845-852
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• 2018

본 연구는 심장 혈관 조영술의 투시 영상과 씨네 영상을 획득하는 데 있어서 초당 프레임 횟수를 변화함에 따라 흡수선량과 획득 영상의 화질의 추이를 살펴보는 것을 목적으로 한다. 또, FOV 확대와 Live Zoom이라는 두 가지 확대 모드에 따른 변화도 고찰 대상으로 한다. 인체모형 팬텀을 심장 혈관 조영장치 위에서 초당 프레임 횟수를 7.5, 15, 30 f/s로 설정하고 두 가지 확대 모드에 대하여 각각 5회씩 촬영하였다. 선량의 척도로서는 흡수선량과 에어 커머가 사용되었고, 화질 평가의 척도로는 잡음의 세기로서의 표준 편차(SD), 신호 대 잡음비(SNR)와 대조도 대 잡음비(CNR) 등을 활용하였다. 초당 프레임 횟수가 30부터 15, 7.5 f/s로 감소되었을 때, DAP와 에어 커머는 동일한 비율로 감소하였으나, 화질의 척도인 SD, SNR과 CNR은 거의 변화가 없었다. 확대 모드에의 의존도에 관해서는, Live Zoom이 FOV 확대와 비교하였을 때, DAP, 에어 커머와 SD에 대해서는 통계적 의미 있는 차이를 보이지 않았으나, SNR과 CNR에 있어서는 통계적 유의미한 개선을 보였다. 이러한 실험 결과에 의하여, 초당 프레임 횟수는 화질의 열화 없이 되도록 낮게 설정하는 것이 가능하며, 확대 모드도 추가적인 선량 없이 실시간 확대가 가능한 Live Zoom 모드를 적극적으로 활용 가능하며 이는 화질의 여러 척도의 저하를 가져오지 않음을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.139-145
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• 2021

본 연구는 흉부 X-ray 검사 시 디지털 영상의 적절한 유효 Detector exposure index (DEI) 범위 내의 영상의 Dose area product (DAP)값과 유효선량을 비교함으로써 적절한 관전압의 범위를 확인하고자 하였다. GE Definium 8000을 사용하여 흉부팬텀을 이용한 Chest PA 검사를 재현하였다. kVp range는 60~130 kVp, mAs range는 2.5 ~ 40 mAs로 설정하였다. 획득한 영상을 유효한 DEI 범위의 영상으로 분류하고 측정한 DAP을 이용하여 PC-Based Monte Carlo Program을 통해 유효선량을 계산하였다. 영상의 정량적 평가를 하기 위해 Picture archiving and communication system을 이용하여 흉추, 갈비뼈가 포함된 폐야부위, 갈비뼈가 포함되지 않은 폐야부위, 간 등 총 네 부분의 Signal to noise ratio (SNR)를 측정하였다. 관전압 별 그룹의 유의성은 Kruskal-wallis test와 사후검정으로 Mann-whitney test를 시행하여 검증하였으며 검증에 사용된 신뢰구간은 95%이다. 총 13개의 관전압 중 적정한 유효 DEI 범위안에 포함된 네개의 관전압 (60~90 kVp)을 각각 비교하였을 때, DAP는 60 kVp를 기준으로 80 kVp, 90 kVp를 비교한 결과에서만 유의한 차이를 보였다 (p= 0.034, 0.021). 유효선량은 모든 관전압 그룹에서 유의한 차이를 보이지 않았다 (p>0.05). SNR은 간 부위에서 80 kVp와 90 kVp를 제외한 모든 그룹에서 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 그러므로 디지털 환경에서 적정한 흉부 X-ray 영상의 농도를 나타내기 위해 100 kVp 이상의 고관전압은 환자 선량 및 영상 측면에서 재고할 필요성이 있다고 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.713-720
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• 2019

본 연구의 목적은 컴퓨터단층 혈관조영술에서 혈관 직경을 정확하게 측정할 수 있는 새로운 측정 방법인 상대적 측정법의 기초연구 자료를 제공하고자 한다. 비이온성 요오드 조영제를 자체 제작한 관류 팬텀에 일정한 속도로 흐르게 한 후 컴퓨터단층 혈관조영술 검사를 시행하였다. 원시 데이터를 얻은 후 다중평면재구성 및 최대강도투사법으로 영상을 재구성하였고 장비 사에서 제공하는 거리측정 장치를 사용하여 팬텀의 직경을 측정하였다. 측정법은 고식적 측정법과 본 연구에서 제안하는 상대적 측정법을 사용하였다. 관류팬텀의 평균 직경은 다중평면재구성기법과 최대강도투사법 모두에서 상대적 측정법이 기존 측정법 보다 실측에 더 가깝게 나타났다(34% VS 24%, p<0.05). 하지만 두 가지 측정법 모두 실측보다 여전히 확대된 결과를 나타내고 있음을 확인하였다. 따라서 상대적 측정 방법에 대한 추가 연구가 필요한 실정이며, 이에 본 연구가 기초 자료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.645-653
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• 2021

With the recent development of precision medicine(Theranostics), interest and utilization of the quantitative function of SPECT/CT are increasing. This study aims to investigate the effect on the radioactivity concentration estimate by the increase or decrease in the total time of SPECT/CT imaging conditions. A standard image was obtained by the conditions of a total acquisition time of 600 sec(10 sec/f × 120 frames) by diluting ^99mTc 91.76 MBq in a cylindrical phantom filled with sterile water, and a comparative image was obtained by increasing the total acquisition time by -90%, -75%, -50%, -25%, +50%, +100%. The CNR, radioactive concentration estimate(cps/ml), and the variation rate(%) of the recovery coefficient(RC) were analyzed by measuring the overall coefficient of interest in each image. The results[CNR, Radiation Concentration, RC] by the change in the number of projections for each increase or decrease rate(-90%, -75%, -50%, -25%, +50%, +100%) of total acquisition time are as follows. [-89.5%, +3.90%, 1.04] at -90%, [-77.9%, +2.71%, 1.03] at -75%, [-55.6%, +1.85%, 1.02] at -50%, [-33.6%, +1.37%, 1.01] at -25%, [-33.7%, +0.71%, 1.01] at +50%, [+93.2%, +0.32%, 1.00] at +100%. and also The results[CNR, Radiation Concentration, RC] by the acquisition time change for each increase or decrease rate(-90%, -75%, -50%, -25%, +50%, +100%) of total acquisition time are as follows. [-89.3%, -3.55%, 0.96] at -90%, [-73.4%, -0.17%, 1.00] at -75%, [-49.6%, -0.34%, 1.00] at -50%, [-24.9%, 0.03%, 1.00] at -25%, [+49.3%, -0.04%, 1.00] at +50%, [+99.0%, +0.11%, 1.00] at +100%. Image quality(CNR) showed a pattern of change in proportion to the increase or decrease in the total acquisition time of SPECT/CT, but the result at quantitative evaluation showed a change of less than 5% in all experimental conditions, maintaining quantitative accuracy(RC less than 0.05) without much influence.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.45-51
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• 2022

본 연구는 Chest CT에서 Care Dose 4D+Care kV System을 사용하여 촬영할 때와 CARE DOSE 4D 기능만을 사용했을 때, 그리고 Care Dose 4D와 관전압을 각각 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp로 변화를 주고 검사했을 때의 DLP값과 팬텀의 입사표면선량, 화질을 비교하여 최소의 선량으로 가장 최상의 화질을 유지할 수 있는 방법을 찾아보고자 하였다. DLP값은 Chest Care Dose 4D + Care kV semi 100으로 촬영하였을 때 6.727%, Chest Care Dose 4D + Care kV 로 촬영하였을 때 6.481% 감소하는 것으로 나타났다. Chest Non을 기준으로 입사표면선량에서 Chest Care Dose 4D + Care kV semi 100으로 검사하였을 때 16.519%, Chest Care Dose 4D + Care kV 로 검사하였을 때 15.705% 감소하는 것으로 나타났다. 영상의 화질에 대한 비교에서 Chest Non과 비교해서 Care Dose 4D + Care kV를 포함한 모든 촬영조건에서 SNR값과 CNR값을 비교한 결과 P>0.05로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. Chest CT에서 Chest Care Dose 4D + Care kV를 사용해서 촬영한 결과 수동으로 kV와 mAS를 조정해서 얻은 최상의 조건의 결과 값과 비슷하게 피폭선량이 감소한 것으로 나타났으며, 영상의 SNR과 CNR에서도 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. Chest Care Dose 4D + Care kV 기능을 사용한다면 영상의 화질을 유지하면서 환자피폭을 줄일 수 있는 좋은 방법이라 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1115-1122
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• 2023

본 연구는 MRI 검사 시 금속 인공물을 억제하기 위한 목적에서 합리적인 수신대역폭 적용 기준을 제시하고자 하였다. 이를 위해 척추 수술용 나사로 제작된 팬텀을 대상으로 고속 스핀 에코기법을 적용한 T2 대조도 영상을 획득해 금속 인공물을 재현하였다. 그리고 수신대역폭을 100 Hz/PX에서 800 Hz/PX까지 100 Hz/PX씩 증가시키며 영상을 획득하였다. 금속 인공물은 신호 감쇄 영역과 신호 누적 영역의 면적을 측정하여 합으로 정하였다. 더불어 영상 변수에 따른 금속 인공물의 양상을 분석하기 위해 Pearson 상관 분석을 시행하였다. 그 결과, 신호 누적 영역은 수신대역폭 증가에 따라 유의한 변화가 없었지만(p>0.05) 신호 소실 영역과 금속 인공물의 면적은 수신대역폭의 증가에 따라 감소하였다(p<0.05). 흥미로운 점은 금속 인공물의 면적은 수신대역폭을 100 Hz/PX에서 200 Hz/PX로 증가시킨 구간에서 최대로 감소하였는데 이는 수신대역폭 증가에 따른 에코 간격이 최대로 줄어든 구간과 일치하였다. 더불어 상관 분석 결과에서도 에코 간격은 수신대역폭과 비교하여 신호 감쇄 영역 및 금속 인공물의 면적과 더 높은 연관성이 있는 것으로 나타났다. 따라서 금속 인공물을 줄이기 위한 목적으로 수신대역폭을 증가시킬 경우, 화질 요소를 고려해 에코 간격이 최소화되는 수치를 기준으로 정하는 것이 합리적이라 생각된다.

• 대한핵의학회지
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• 제35권2호
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• pp.100-112
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• 2001

목적: 본 연구의 목적은 NEMA 프로토콜에 따라서 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템의 성능을 평가하고 그러한 시스템이 나타낼 수 있는 능력과 한계점을 명확히 이해하는데 있다. 대상 및 방법: 성능평가는 $^{18}FDG$ 선상선윈 및 점선원 그리고 NEMA 팬텀을 사용하여 횡축방향 공간분해능, 축방향 공간분해능, 산란분획, 민감도, 계수율손실, 계수율보정, 산란보정, 균일도보정, 감쇠보정을 대상으로 하였다. 횡축방향 공간분해능과 축방향 공간분해능, 산란분획에서는 선상선원 및 점선원을 사용하여 각각 NEMA 프로토콜에 따라 정해진 위치로 이동시키면서 측정하였고, 산란분획 및 나머지 성능평가 검사에서는 직경 20 cm의 PMMA 재질의 팬텀을 이용하여 측정하였다. 결과: 표준영상 획득 모드에서 시행한 본 성능평가의 결과를 고민감도 모드 및 고분해능 모드에 대하여 얻었다. 고민감도 모드에서 동경방향으로 측정된 횡축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 4.8 mm, 20 cm에서 7.03 mm로 감소했으며 축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 평균 3.98 mm, 20 cm에서 6.71 mm로 감소하였다. 산란분획은 고민감도 모드에서 평균 9.87%였고, 민감도 측정의 결과는 고민감도 모드, 시스템 전체에 대해서 참동시계수율 $225.8kcps/{\mu}Ci/cc$를 얻었고 계수율손실 측정은 50%의 불응시간을 가지는 방사능 농도가 $4.6{\mu}Ci/cc$였으며 이때의 계수율은 427 kcps였다. 계수율 보정의 오차는 고민감도 모드, $4.60{\mu}Ci/cc$에서 최소 1.49%, 최대 3.83%였고, 산란보정의 오차는 고민감도 모드에서 평균 -0.95%였으며 균일도보정 측정은 영상면들 간의 비균일도가 최소 -1.25%, 최대 1.74%였고 변이계수는 0.74%였다. 감쇠보정의 오차는 공기에서 5.68%, 물 0.04%, 테플론 -6.51%를 얻었다. 결론: NEMA 프로토콜에 근거하여 본 연구에서 실시한 표준 성능 평가 검사는 모두 제조사의 시험지침서에 부합하였다. 결론적으로, 이는 본 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템이 임상에의 적용에 적합함을 보여주었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권1호
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• pp.52-58
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• 2014

목적: 임상용 MRI에서 마우스 종양의 pH 측정을 위한 $^1H-^{31}P$ RF 코일 시스템을 개발하고 팬텀을 이용하여 pH 값의 정확도를 시험하고자 한다. 대상과 방법: 마우스 종양 연구를 위한 표면형 $^1H$ 및 $^{31}P$ radio frequency (RF) 코일을 개발하였다. 두 코일을 서로 수직이 되도록 설치하여 두 코일간의 상호인덕턴스를 0으로 하였다. 다양한 pH 값을 가진 팬텀으로부터 $^{31}P$ MR 스펙트럼을 얻어 Henderson-Hasselbalch equation을 이용하여 pH를 구하였다. $^{31}P$ 스펙트럼으로부터 얻은 pH값은 pH meter를 사용하여 직접 구한 pH값과 비교한다. 결과: $^1H-^{31}P$ RF 코일 상호간 coil coupling (S12)은 각각 -73.0, -62.3 dB로 충분히 분리 되었다. 균일한 팬텀으로부터 얻은 $^1H$ 영상의 signal-to-noise ratio (SNR)는 약 300 이상이며, in vivo 고해상도 마우스 영상을 얻을 수 있었다. $^1H$ 신호가 분리된 $^{31}P$ MR 스펙트럼으로부터 얻은 pH값은 pH meter로 직접 측정하여 얻은 값과 약 97% 상관관계를 가졌다. 결론: 본 연구에서 개발한 임상 MRI 장비용 $^1H-^{31}P$ RF 코일 시스템으로부터 정확한 pH를 구할 수 있었다. 본 코일 시스템은 31P 이외의 다른 핵 MRS 혹은 MRI에 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.597-602
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• 2016

현 임상에서는 저에너지 광자를 감소시키기 위한 알루미늄 재질의 부가필터를 이용하고 있다. 하지만, 부가필터의 이용은 X-ray 경화현상으로 인하여 발생하는 산란선량이 화질에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 부적절한 필터 두께를 이용은 환자에게 불필요한 노출이 발생하는 선량 크리프 현상이 나타날 수 있다. 이에 본 연구에서는 부가필터 사용 시 X선 빔 경화현상으로 인한 평균 에너지 증가에 따른 전방 산란선량 발생이 영상 화질에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 RMS 및 RSD를 측정하였다. 연구 결과, 부가필터 두께가 증가할수록 전방산란율과 더불어 상대표준편차가 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 상대표준편차는 평균값에 대한 표준편차가 상대적 크기를 의미한다. 평균값을 신호로 표준편차를 노이즈 성분으로 판단할 때 영상의 해상력에 지표인 신호 대 잡음비가 감소하는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 부가필터 사용에 따른 전방산란율과 화질의 상관관계가 있음을 정량적으로 검증하였다. 결과적으로, 북미방사선방호측정위원회에서 70 kVp 이상의 관전압에서 권고하는 2.5 mmAl 두께의 필터 사용 시 사용하지 않았을 때에 비해 14.6%가 증가되었다. 이러한 연구 결과는 영상 품질 개선을 위한 필터 연구 시 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.